KR20090115432A - 집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를라미네이팅하는 방법 - Google Patents

집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를라미네이팅하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를 라미네이팅하는 방법에 관한 것으로서, 하나의 장방형 보드(B)를 테이블(T)의 상류 섹션(Ta) 상에 양측부가 돌출되게 얹어 놓는 단계; 상기 보드(B)의 하류 양측 모서리부(ba)에 제 1펀치기(30)에 의해 관통구멍(O1)을 형성시키는 단계; 상기 테이블(T) 양측부에 배치되어 상하류로 왕복이동하게 되는 파지 이송기(40)의 핀이 상기 보드(B)에 형성된 관통구멍(O1)에 삽입되어 상기 파지 이송기(40)가 상기 보드(B)를 파지하여 중 상류 섹션(Tb)으로 이송시켜, 제2 펀치기(31)에 의해 상기 보드(B)에 집적회로 칩 실장용 복수 개의 관통구멍(O3)을 일정 패턴 상태로 형성시키는 단계; 상기 파지 이송기(40)에 의해 상기 보드(B)를 중류 섹션(Tc)으로 이송시켜서, 복수 개의 집적회로 칩 실장용 관통구멍(O3) 주위의 보드(B) 상면에, 초음파를 이용한 코일배설기(50)에 의해 안테나 코일을 배설하는 단계; 상기 보드(B)를 상기 파지 이송기(40)에 의해 중하류 섹션(Td)으로 이송시켜, 코일 스크래칭기(60)에 의해, 보드(B)의 집적회로 칩의 단자부와 전기적으로 접속될 안테나 코일의 단자부분(Ca)의 피복부를 벗겨내는 단계; 상기 보드(B)를 상기 파지 이송기(40)에 의해 하류 섹션(Te)으로 이송시켜, 접착제 디스펜싱기(70)에 의해, 보드(B) 상의 탈피된 안테나 코일 단자부 위에 도전성 접착제를 도포하는 단계; 상기 보드(B)를 상기 파지 이송기(40)에 의해 하류 중간 섹션(Tf)으로 이송시켜, 집적회로 칩 로딩기(80)에 의해 상기 보드(B)에 형성된 집적회로 칩 삽입용 관통구멍(O3)에 집적회로 칩을 삽입하 여, 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부가 서로 상기 도전성 접착제에 접촉되게 하는 단계; 상기 보드(B)를 상기 파지 이송기(40)에 의해 하류 섹션(Tg)으로 이송시켜, 적외선 히팅로드(90)에 의해 집적회로 칩의 베이스부분을 열로서 가압하여 상기 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부에 도포된 도전성 접착제를 경화시켜 상기 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부가 서로 전기적 접속되게 하는 단계; 전기적 접속된 보드(B)를 라미네이팅기(100)에 이송시켜, 이 라미네이팅기(100)에 의해 상기 보드(B)의 윗면 및 밑면에 PVC 재질의 오버레이층(P)을 적층접착하는 단계; 및 상기 코팅처리된 보드(B)의 테두리를 절단하여 반제품인 카드로 만드는 단계를 포함하는 것으로 되어 있다.
관통구멍, 집적회로 칩, 안테나 코일, 카드

Description

집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를 라미네이팅하는 방법{method for inlaying IC chip and antenna coil in a board and laminating the same}
본 발명은 집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하여 라미네이팅하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안테나 코일이 한 장의 기판인 보드 상에 배설되고 그 안테나 코일의 단이 보드 상에 인레이된 집적회로 칩의 단자에 접속되게 하여 라미네이팅하는 방법에 관한 것이다.
집적회로 칩과 안테나 코일이 실장(인레이)되는 카드를 제조하기 위해 사용되고 있는 종래의 방법은, 예를 들면, 개개의 안테나 코일을, 필름 기판 상에 에칭에 의해 형성하여 마련하거나, 집적회로 칩과 함께 단일의 어셈블리로서 마련하는 방법이 있다.
안테나 코일을 기판 상에 실장하기 위해서 사용되는 전기 에칭 공정은, 매우 복잡해, 이와 같은 공정 만으로는 안테나 코일의 밀도의 균일도가 비교적 낮아져 버린다고 하는 문제점이 있다.
또한 집적회로 칩과 안테나 코일이 실장된 카드를 제조함에 있어서, 예비 감 겨진 안테나 코일을 사용하는 것은, 기판으로의 안테나 코일의 융착이나 접착에서, 복잡한 안테나 코일의 취급을 수반한다고 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 집적회로 칩과 안테나 코일이 실장된 카드를 제조하는 방법들이 개발되고 있으며, 그 중 본 출원인도 이미 집적회로 칩 실장 카드 제조방법을 개발하여 특허등록 제367301호로 개시한 바 있다.
상기 등록공보에서 제시하는 비접촉식 카드 모듈에서는 상기 등록공보의 도 1에 도시된 바와 같이, 장방형 기판 상에 신호의 입출력을 위한 안테나 코일이 배설되고, 상기 안테나 코일에는 상기 기판 상에 집적회로 칩이 실장되어 접속된다.
여기서 상기 안테나 코일은 일반적으로 직경이 0.08mm에서 0.12mmm인 동선을 상기 기판 상에 고정하여 만들어지는 것이다. 이와 같은 안테나 코일은 기판의 가장자리를 따라 다수회 권선되는데, 서로 인접하는 동선의 사이는 전기적으로 연결되지 않도록 일정한 간격을 유지하여야만 한다.
그리고 비접촉식 카드모듈에서는 상기 안테나 코일과 집적회로 칩이 실장된 기판의 상하면에 별도의 오버레이층이 부착되어서 하나의 카드가 완성되게 된다.
한편, 상기 비접촉식 카드모듈에서 상기 안테나 코일을 기판에 고정하는 과정이 상기 등록공보의 도 2에 도시되어 있다. 상기 도 2에 도시된 바에 따르면, 엘보우 노즐에 의해 상기 기판 상으로 안테나 코일로 될 동선이 공급된다. 상기 엘보우 노즐의 선단에는 소정 곡률로 절곡된 절곡부가 마련되어 있다.
그리고 상기 동선을 상기 기판에 융착하기 위해서는 초음파발생기에서 생성된 초음파가 사용된다. 상기 초음파발생기의 선단에는 진동펀치가 설치되어 있고, 상기 진동펀치의 선단부에는 상기 동선의 외면과 대응되게 오목하게 형성된 형 단부가 구비된다. 이와 같은 진동펀치는 상기 동선에 기계적인 진동을 가하면서 초음파를 제공하여 동선을 기판에 융착시키게 된다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 간단하고 비용 효과적으로 집적회로 칩 실장 카드를 대량 제조할 수 있는 집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를 라미네이팅하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해, 하나의 장방형 보드를 테이블의 상류 섹션 상에 양측부가 돌출되게 얹어 놓는 단계; 상기 보드의 하류 양측 모서리부에 제 1펀치기에 의해 관통구멍을 형성시키는 단계; 상기 테이블 양측부에 배치되어 상하류로 왕복이동하게 되는 파지 이송기의 핀이 상기 보드에 형성된 관통구멍에 삽입되어 상기 파지 이송기가 상기 보드를 파지하여 중 상류 섹션으로 이송시켜, 제2 펀치기에 의해 상기 보드에 집적회로 칩 실장용 복수 개의 관통구멍을 일정 패턴 상태로 형성시키는 단계; 상기 파지 이송기에 의해 상기 보드를 중류 섹션으로 이송시켜서, 복수 개의 집적회로 칩 실장용 관통구멍 주위의 보드 상면에, 초음파를 이용한 코일배설기에 의해 안테나 코일을 배설하는 단계; 상기 보드를 상기 파지 이송기에 의해 중하류 섹션으로 이송시켜, 코일 스크래칭기에 의해, 보드의 집적회로 칩의 단자부와 전기적으로 접속될 안테나 코일의 단자부분의 피복부를 벗겨내는 단계; 상기 보드를 상기 파지 이송기에 의해 하류 섹션으로 이송시켜, 접착제 디스펜싱기에 의해, 보드 상의 탈피된 안테나 코일 단자부 위에 도전성 접착제를 도포하는 단계; 상기 보드를 상기 파지 이송기에 의해 하류 중간 섹션으로 이송 시켜, 집적회로 칩 로딩기에 의해 상기 보드에 형성된 집적회로 칩 삽입용 관통구멍에 집적회로 칩을 삽입하여, 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부가 서로 상기 도전성 접착제에 접촉되게 하는 단계; 상기 보드를 상기 파지 이송기에 의해 하류 섹션으로 이송시켜, 적외선 히팅로드에 의해 집적회로 칩의 베이스부분을 열로서 가압하여 상기 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부에 도포된 도전성 접착제를 경화시켜 상기 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부가 서로 전기적 접속되게 하는 단계; 전기적 접속된 보드를 라미네이팅기에 이송시켜, 이 라미네이팅기에 의해 상기 보드의 윗면 및 밑면에 PVC 재질의 오버레이층을 적층접착하는 단계; 및 상기 코팅처리된 보드의 테두리를 절단하여 반제품인 카드로 만드는 단계를 포함하는 것으로 되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 방법에 의해 집적회로 칩 실장 카드를 대량 생산하는 것을 가능하게 하여 집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를 라미네이팅하는 비용을 절감하게 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를 라미네이팅하는 방법을 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
먼저, 매거진(10)에 쌓여진 장방형 보드(B)들중 맨 위에 위치된 하나의 보드(B)를 흡착식 파지기(20)에 의해 파지하여 테이블(T)의 상류 섹션(Ta) 상에 양측 부가 돌출되게 얹어 놓는다(도 1a 및 도 1b 참조).
상기 장방형 보드(B)는 재단되어 복수 개의 카드로 만들어질 수 있는 크기를 가지고 있고, 그리고 PE 계열의 핫멜트 접착제가 코팅된 블랭크인 보드(B)이다. 상기 장방형 보드(B)의 재질은 PVC, PC, PET, 종이 등이 가능하다.
그 다음, 상기 보드(B)의 하류 양측 모서리부(ba)에 제 1펀치기(30)에 의해 관통구멍(O1)을 형성시킨다. 상기 제 1펀치기(30)는 상기 테이블(T)의 상류 섹션(Ta)의 양측 하류 부근에 배치되어 있다(도 1a 및 도 1b 참조).
그 다음, 상기 테이블(T) 양측부에 배치되어 상하류로 이동하게 되는 파지 이송기(40)의 핀이 상기 보드(B)에 형성된 관통구멍(O1)에 삽입되어 상기 파지 이송기(40)가 상기 보드(B)를 파지한 후, 하류측으로 이송하여서 다음 공정을 위한 테이블(T)의 중 상류 섹션(Tb)에 상기 보드(B)를 이송시킨다(도 2a 및 도 2b 참조).
여기에서 상기 중 상류 섹션(Tb)에 위치된 테이블(T)에는 횡단방향으로 일렬로 복수 개의 관통구멍(O2)이 형성되어 있고 그리고 상기 중 상류 섹션(Tb) 위에는 복수 개의 제2 펀치기(31)가 테이블(T)의 횡방향으로 일렬로 배치되어 있다.
그 다음, 상기 제2 펀치기(31)에 의해 상기 중 상류 섹션(Tb)에 위치된 상기 보드(B)의 하류측 부분에 집적회로 칩 실장을 위한 관통구멍(O3)을 형성하고, 이어서 상기 파지 이송기(40)에 의해 상기 보드(B)를 일정 거리 하류측으로 전진시켜서 상기 보드(B)의 부분에 상기 제2펀치기(31)에 의해 관통구멍(O3)을 형성하는 방식으로 상기 보드(B)에 복수 개의 관통구멍(O3)을 일정 패턴 상태로 형성시킨다(도 2a 및 도 2b 참조).
그 다음, 상기 파지 이송기(40)에 의해 상기 보드(B)를 다음 공정을 위한 테이블의 중류 섹션(Tc)으로 이송시켜서 상기 횡방향으로 한 줄로 배치된 복수 개의 집적회로 칩 실장용 관통구멍(O3) 주위의 보드(B) 상면에 종래의 기술에서 언급된 초음파를 이용한 코일배설기(50)에 의해 안테나 코일을 종래의 기술에서 언급된 것과 같은 코일배설 패턴으로 배설한다. 이어서 보드(B)를 상기 파지 이송기(40)에 이송시켜서 다음 줄에 있는 복수 개의 집적회로 칩 실장용 관통구멍(O3) 주의의 보드(B) 상면에 상기 코일배설기(50)에 의해 안테나 코일을 배설한다(도 3 참조).
여기에서 상기 코일배설기(50)는 상기 횡방향으로 한 줄로 배치된 집적회로 칩 실장용 관통구멍(O3)의 갯수 만큼 상기 테이블의 중류 섹션(Tc) 위에 배치되어 3차원으로 이동할 수 있는 공지의 위치이동기구에 의해 한 번에 상기 횡방향으로 한 줄로 배치된 집적회로 칩 실장용 복수 개의 관통구멍(O3) 주위의 보드 상면에 안테나 코일(C)을 배설할 수 있다.
그 다음, 안테나 코일 배설 완료된 상기 보드를 상기 파지 이송기(40)에 의해 다음 공정을 위한 테이블의 중하류 섹션(Td)으로 이송시켜, 상기 중하류 섹션(Td) 위에 배치된 코일 스크래칭기(60)에 의해, 보드(B)의 집적회로 칩의 단자부와 전기적으로 접속될 안테나 코일 단자부분(Ca)(도 4를 참조하여 설명하면 관통구멍(O3) 즉 집적회로 칩, 주위의 코인 배설 시작부분과 끝 부분에 해당함)의 피복부를 벗겨낸다.
상기 코일 스트래칭기(60)도 상기 코일배설기(50)와 같은 배열로 되어, 상기 횡방향으로 한 줄로 배치된 집적회로 칩 실장용 복수 개의 관통구멍(O3) 주위의 단자화될 안테나 코일부분들의 피복부를 한번에 벗겨 낸다.
또한, 상기 코일 스크래칭기(60)는 선단이 칼날부(61)로 되어 있는 탄성재질의 칼이 상하로만 왕복운동가능한 몸체에 고정되어 상기 몸체가 하강하면 단자화될 안테나 코일의 단자부분과 접촉하면서 옆으로 미끄러져서 안테나 코일 단자부분에 피복된 피복부가 자연스럽게 탈피되며, 이와 같은 탄성작용에 의해 안테나 코일의 단자화될 부분이 탈피작업중 절단되는 것을 방지할 수 있다.
그 다음, 안테나 코일 단자부가 탈피된 상기 보드(B)를 상기 파지 이송기(40)에 의해 다음 공정을 위한 테이블의 하류 섹션(Te)으로 이송시켜, 상기 하류 섹션(Te) 위에 배치된 도전성 접착제를 일정 양 배출하는 접착제 디스펜싱기(70)에 의해, 보드(B) 상의 탈피된 안테나 코일 단자부 위에 도전성 접착제를 도포되게 하여 추후의 도전성 접착제의 경화시 전기적 접속을 꾀하게 한다(도 5참조).
그 다음, 안테나 코일 단자부가 도전성 접착제로 도포된 상기 보드(B)는 상기 파지 이송기(40)에 의해 다음 공정을 위한 테이블의 하류 중간 섹션(Tf)으로 이송되어, 상기 하류 중간 섹션(Tf) 위에 배치된 집적회로 칩 로딩기(80)에 의해 상기 보드(B)에 형성된 집적회로 칩 삽입용 관통구멍(O3)에 집적회로 칩(81)을 삽입하여, 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부가 서로 상기 도전성 접착제에 접촉하게 한다(도 6참조).
그 다음, 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부가 서로 마주하여 접촉한 상태에서 상기 도전성 접착제에 의해 도포된 상기 보드(B)는 상기 파지 이송기(40)에 의해 다음 공정을 위한 테이블의 하류 섹션(Tg)으로 이송되어, 상기 하류 섹션(Tg) 위에 배치된 적외선 히팅로드(90)에 의해 집적회로 칩의 베이스부분을 열로서 가압하여 상기 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부에 도포된 접착제를 경화시켜 상기 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로의 단자부가 서로 안정적으로 전기적 접속되게 한다(도 7참조).
그 다음 , 도 8에 도시된 바와 같이 상기 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부가 서로 안정적으로 전기적 접속된 보드(B)는 수동으로 라미네이팅기(100)에 이송되어, 이 라미네이팅기(100)에 의해 상기 보드(B)의 윗면 및 밑면에 PVC 재질의 오버레이층(P)을 적층접착되게 된다(도 8참조).
그 다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 적층 코팅처리된 보드(B)는 그 테두리가 절단되어 반제품인 카드로 만들어진다.
도 1은 본 실시예의 보드 로딩 단계를 도시하는 평면도(도 1a)와 정면도(도 1b),
도 2는 보드의 파지이송용 관통구멍을 형성시키는 단계를 도시한 평면도(도 2a)와 정면도(도 2b),
도 3은 보드 상에 안테나 코일을 배설하는 단계를 도시한 평면도,
도 4는 안테나 코일 단자부의 탈피단계를 도시한 평면도 및 일부 확대 사시도,
도 5는 안테나 코일 단자부의 접착제 도포단계를 도시한 평면도 및 일부 확대 사시도,
도 6은 보드 상에 집적회로 칩을 로딩하는 단계를 도시한 평면도 및 일부 학대 사시도,
도 7은 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩 단자부 간의 접속고정 단계를 도시한 평면도 및 일부 확대 사시도,
도 8은 보드를 오보레이층과 함께 라미네이팅하는 단계를 도시한 개념도, 및
도 9는 보드의 재단단계를 도시한 평면도.

Claims (4)

  1. 하나의 장방형 보드(B)를 테이블(T)의 상류 섹션(Ta) 상에 양측부가 돌출되게 얹어 놓는 단계;
    상기 보드(B)의 하류 양측 모서리부(ba)에 제 1펀치기(30)에 의해 관통구멍(O1)을 형성시키는 단계;
    상기 테이블(T) 양측부에 배치되어 상하류로 왕복이동하게 되는 파지 이송기(40)의 핀이 상기 보드(B)에 형성된 관통구멍(O1)에 삽입되어 상기 파지 이송기(40)가 상기 보드(B)를 파지하여 중 상류 섹션(Tb)으로 이송시켜, 제2 펀치기(31)에 의해 상기 보드(B)에 집적회로 칩 실장용 복수 개의 관통구멍(O3)을 일정 패턴 상태로 형성시키는 단계;
    상기 파지 이송기(40)에 의해 상기 보드(B)를 중류 섹션(Tc)으로 이송시켜서, 복수 개의 집적회로 칩 실장용 관통구멍(O3) 주위의 보드(B) 상면에, 초음파를 이용한 코일배설기(50)에 의해 안테나 코일을 배설하는 단계;
    상기 보드(B)를 상기 파지 이송기(40)에 의해 중하류 섹션(Td)으로 이송시켜, 코일 스크래칭기(60)에 의해, 보드(B)의 집적회로 칩의 단자부와 전기적으로 접속될 안테나 코일의 단자부분(Ca)의 피복부를 벗겨내는 단계;
    상기 보드(B)를 상기 파지 이송기(40)에 의해 하류 섹션(Te)으로 이송시켜, 접착제 디스펜싱기(70)에 의해, 보드(B) 상의 탈피된 안테나 코일 단자부 위에 도전성 접착제를 도포하는 단계;
    상기 보드(B)를 상기 파지 이송기(40)에 의해 하류 중간 섹션(Tf)으로 이송시켜, 집적회로 칩 로딩기(80)에 의해 상기 보드(B)에 형성된 집적회로 칩 삽입용 관통구멍(O3)에 집적회로 칩을 삽입하여, 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부가 서로 상기 도전성 접착제에 접촉되게 하는 단계;
    상기 보드(B)를 상기 파지 이송기(40)에 의해 하류 섹션(Tg)으로 이송시켜, 적외선 히팅로드(90)에 의해 집적회로 칩의 베이스부분을 열로서 가압하여 상기 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부에 도포된 도전성 접착제를 경화시켜 상기 탈피된 안테나 코일 단자부와 집적회로 칩의 단자부가 서로 전기적 접속되게 하는 단계;
    전기적 접속된 보드(B)를 라미네이팅기(100)에 이송시켜, 이 라미네이팅기(100)에 의해 상기 보드(B)의 윗면 및 밑면에 PVC 재질의 오버레이층(P)을 적층접착하는 단계; 및
    상기 코팅처리된 보드(B)의 테두리를 절단하여 반제품인 카드로 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를 라미네이팅하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중 상류 섹션(Tb)에 위치된 테이블(T)에는 횡단방향으로 일렬로 복수 개의 관통구멍(O2)이 형성되어 있고 그리고 상기 중 상류 섹션(Tb) 위에는 복수 개의 제2 펀치기(31)가 테이블(T)의 횡방향으로 일렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를 라미네이팅하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 코일배설기(50)는 횡방향으로 한 줄로 배치된 집적회로 칩 실장용 관통구멍(O3)의 갯수 만큼 상기 테이블의 중류 섹션(Tc) 위에 배치되어 3차원으로 이동할 수 있는 위치이동기구에 의해 한 번에 상기 횡방향으로 한 줄로 배치된 집적회로 집적회로 칩 실장용 복수 개의 관통구멍(O3) 주위의 보드 상면에 안테나 코일(C)을 배설하는 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를 라미네이팅하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 코일 스트래칭기(60)는 횡방향으로 한 줄로 배치된 집적회로 칩 실장용 관통구멍(O3)의 갯수 만큼 상기 테이블의 중류 섹션(Tc) 위에 배치되어 상기 횡방향으로 한 줄로 배치된 집적회로 칩 실장용 복수 개의 관통구멍(O3) 주위의 단자화될 안테나 코일 단자부분들의 피복부를 한번에 벗겨 내며, 그리고
    상기 코일 스크래칭기(60)에 있어서 선단이 칼날부(61)로 되어 있는 탄성재질의 칼이 상하로만 왕복운동가능한 몸체에 고정되어 상기 몸체가 하강하면 단자화될 안테나 코일 단자부분과 접촉하면서 옆으로 미끄러져서 안테나 코일 단자부분에 피복된 피복부가 탈피되게 하는 것을 특징으로 하는 집적회로 칩 및 안테나 코일을 보드에 인레이하고 이를 라미네이팅하는 방법.
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